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k

 

institut carnot icéel

  

    procédés

Séparation / purification 

de gaz 

par méthodes 

membranaires

L

a séparation des gaz par procédés membranaires correspond à une tech-
nologie mature appliquée dans l’industrie depuis plus de trente ans.
A titre d’exemple, on peut citer la récupération d’hydrogène (synthèse 
de l’ammoniac, raffinage - 1980), la production d’azote de haute pureté 

à partir de l’air (PRISM Mosanto – 1980), le traitement du gaz naturel, la récu-
pération d’hydrocarbures légers (C4 à C6 – 2000) des ciels gazeux de réservoirs 
d’hydrocarbures ou la récupération de monomères et de solvants par dévolati-
lisation de résines. 
La méthode de séparation repose sur le transport sélectif des gaz à l’échelle 
moléculaire à travers une matrice polymère dense sous l’effet d’un gradient de 
pression ; les performances dépendent des caractéristiques moléculaires des gaz, 
de la membrane et des conditions expérimentales de pression et température.
Par rapport à la séparation par adsorption sur des solides (Pressure Swing 
Adsorption) ou par absorption dans un liquide, la perméation gazeuse est un 
procédé continu, compact qui ne demande pas de régénération. Comparée à la 
distillation cryogénique de l’air, l’emploi de modules membranaires pour générer 
de l’azote permet de produire directement sur site sans infrastructure particu-
lière à température ambiante. La perméation gazeuse est un procédé simple, 
flexible, sans pièces mobiles, facilement transportable et modulable qui peut 
convenir pour tous types de débits.
Les compétences et les moyens techniques d’ICÉEL permettent de réaliser des 
études théoriques (faisabilité, simulation) et expérimentales (mesures des 
caractéristiques de perméabilité, de transfert de matière) avec de nombreux gaz 
(N

2

, CO

2

, O

2

, H

2O

 vapeur, NH

3

, H

2

, CH

4

, …). Ils concernent les acteurs industriels 

de la production de biogaz, du captage de CO

2

, du séchage ou de la récupération 

de COV. 

Contact : iceel@instituts-carnot.fr 

Perméation gazeuse :

Sous l’effet d’une absorption moléculaire et d’une diffusion 
sélectives, on obtient une séparation partielle ou totale du 
mélange gazeux initial.

Applications : 

- Traitements de fumées
- Recyclage de solvants
- Purification de gaz
- Séchage
- Inertage par N

2

- Air enrichi en oxygène